雷射掃瞄器代理人警告訊息

在上節中，針對從雷射掃瞄器得到具有雜訊干擾的相對速度，透過 Kalman filter 做估測，得到一較平滑且均方誤差值小的速度估測值，而這節中就是要透 過相對距離及相對速度的估測來討論車輛前方的防撞。

當兩車在同一車道上跟車，正常情況下當駕駛人覺得與前車距離太近，或是 相對速度太大，都會採取放開油門、踩剎車等動作來拉大距離或是降低兩車間的 相對速度，以避免發生碰撞。簡單來說，追撞事故的造成原因就是兩車相對距離 與相對速度間的關係，相對速度太大或是相對距離太小都可能發生碰撞。從圖 3.9 可以看出，相對速度的變化在 sample 140~160 開始有下降趨勢，這說明了一 個訊息，當駕駛人覺得與前車間相對速度太大以致於可能發生危險時，駕駛人會 開始踩剎車減速，來降低兩車間的相對速度，相對的如果在 sample 140~160 沒 有開始作剎車動作，那就會發生碰撞。

圖3.9 相對距離與相對速度 圖3.10 相對距離除以相對速(D/V) (原始結果，未經過 Kalman filter 處理)

因此根據實驗，提出碰撞之前必須先警告駕駛人的預警時間，即為兩車相對 距離與相對速度間的關係，可以如下表示：

V D

P= / (3-6)

僅就實驗所得到的相對距離除以相對速度與估測速度看其結果(在相對速度為 0 或是小於0 時，將P設定為50)，如圖 3.10 所示，並特別在 sample 140~160 放大 刻度來看，如圖3.11 所示：

圖3.11 圖 3.10 相對距離除以相對速度(D/V)放大刻度

在這個例子裡，若是在sample 140 之前就事先警告駕駛人，讓駕駛人有一個 緩衝時間，就是對預警時間P=D/V 設定一個數值，這裡訂定為 5(其意義為 5 秒後將發生碰撞)，但從圖 3.11 可以發現在相對速度未經過 Kalman filter 處理前，

其結果很有可能會發生誤判的動作，因為相對速度受到干擾，其預警時間也存在 很大的擾動。來看看經過 Kalman filter 相對速度估測後的P=D/V 曲線，在 sample 140~160 區段：

圖3.12 相對距離除以經過 Kalman filter 估測的速度

可以看出經過Kalman Filter 處理後的速度估測值，作為防撞的判斷條件可以 減少系統的誤判動作。另外，對於相對距離較短且前進速度變化不大情況下也有 不錯的效果，如圖3.13，圖 3.14 所示：

圖3.13 相對距離與相對速度 圖3.14 相對距離除以相對速度

由圖3.13 可以看出在 sample 200 左右速度開始減慢，雖然駕駛人行駛速度 較慢，但相對距離太近可能碰撞，因此減速。將刻度放大，特別在 sample 200 觀察，未經Kalman filter 處理的預警時間圖 3.15 (a)，經 Kalman filter 處理後的相 對速度估測其預警時間圖3.15(b)：

(a)相對距離除以相對速度放大刻度 (b)相對距離除以估測的相對速度 圖3.15

最後附帶一提，此方法只適用於其物體是以一定角度向雷射掃瞄器接近，且 由實測結果也指出，若不以一定角度向雷射掃瞄器原點接近，其警告偵測將失 敗，所以我們透過所獲得的距離資訊，作簡單的原點變換，在左右以每25cm 的 間隔建立6 個虛擬的雷射掃瞄器，如圖 3.16，可讓警告偵測的範圍更大，更加安 全，並由於雷射掃瞄器掃瞄器範圍太大，所獲得的距離資訊變化太多，所以我們 設定一特定範圍，超過此範圍時，其距離設為此範圍邊緣值，進入此範圍時，才 起動防撞警告偵測，可減少錯誤警告的發生。

圖3.16 真實與虛擬的雷射瞄器配置

真實的雷 射掃瞄器

………… 虛擬的雷 …………

射掃瞄器 虛擬的雷

射掃瞄器

車輛

障礙物 障礙物 障礙物

障礙物

障礙物